MongoDB Database - Collection을 담는 최상위 Container

Database는 MongoDB에서 collection을 grouping하여 관리하는 최상위 단위입니다.

Database : Collection의 Container

• database는 MongoDB에서 collection을 grouping하여 관리하는 최상위 단위입니다.
  • 관계형 database system의 database(또는 schema)에 해당합니다.
• 하나의 MongoDB server는 여러 database를 가질 수 있습니다.
  • 각 database는 독립적으로 관리되며, 별도의 file로 저장됩니다.
• database는 여러 collection을 포함하며, collection은 여러 document를 포함합니다.

Database 구조

• MongoDB의 data 계층 구조는 database, collection, document로 구성됩니다.

계층 구조

MongoDB Server
├── Database 1
│   ├── Collection A
│   │   ├── Document 1
│   │   ├── Document 2
│   │   └── Document 3
│   └── Collection B
│       └── Document 4
├── Database 2
│   └── Collection C
│       └── Document 5
└── Database 3

• Server : MongoDB instance가 실행되는 단위입니다.
• Database : collection을 grouping하는 논리적 단위입니다.
• Collection : document를 grouping하는 단위입니다.
• Document : 실제 data를 저장하는 기본 단위입니다.

기본 Database

• MongoDB는 기본적으로 system database를 제공합니다.

• 이들 system database는 MongoDB 내부에서 사용되므로, 직접 수정하지 않는 것이 좋습니다.

Database 명명 규칙

• database 이름은 특정 규칙을 따라야 합니다.

기본 규칙

• 빈 문자열(““)은 사용할 수 없습니다.

• 특정 특수 문자를 포함할 수 없습니다.
  • slash /.
  • backslash \.
  • dot ..
  • double quote ".
  • dollar sign $.
  • 공백(space) ` `.
  • null 문자 \0.
• database 이름은 대소문자를 구분합니다.
  • MyDB와 mydb는 서로 다른 database입니다.
• Windows에서는 최대 64자, Linux/macOS에서는 최대 128자까지 사용할 수 있습니다.

권장 사항

• 소문자만 사용합니다.
  • 대소문자를 구분하므로 혼란을 피하기 위해 소문자만 사용하는 것이 좋습니다.
• 의미 있고 명확한 이름을 사용합니다.
  • myapp, blog, ecommerce 등.
• snake_case를 사용합니다.
  • my_app, user_service 등.

Database 작업

• database를 조회, 생성, 사용, 삭제하는 기본 작업이 있습니다.

Database 조회

// 모든 database 목록 조회
show dbs

// 또는
show databases

// 현재 사용 중인 database 확인
db

// 현재 database의 이름 조회
db.getName()

• show dbs는 server의 모든 database를 나열합니다.
  • 단, 최소 하나 이상의 collection이 있는 database만 표시됩니다.
• db는 현재 선택된 database를 반환합니다.

Database 생성 및 사용

// database 선택 (없으면 생성)
use mydb

• use 명령어는 database가 존재하지 않으면 생성하고, 존재하면 선택합니다.

• database는 첫 document가 삽입될 때까지 실제로 생성되지 않습니다.

  • use 명령만으로는 show dbs에 나타나지 않습니다.

// mydb database 선택
use mydb

// collection과 document 생성 (이때 database가 실제 생성됨)
db.users.insertOne({ name: "Alice" })

// 이제 show dbs에 mydb가 표시됨
show dbs

Database 삭제

// 삭제할 database 선택
use mydb

// 현재 database 삭제
db.dropDatabase()

• db.dropDatabase()는 현재 선택된 database와 그 안의 모든 collection, document, index를 삭제합니다.

• 삭제된 database는 복구할 수 없으므로 주의해야 합니다.

Database 통계 조회

// 현재 database의 통계 정보 조회
db.stats()

// 또는
db.stats(1024 * 1024)  // MB 단위로 표시

• db.stats()는 database 크기, collection 개수, index 크기 등의 정보를 반환합니다.

Database 권한 관리

• MongoDB는 database별로 사용자 권한을 관리할 수 있습니다.

사용자 생성

// admin database로 전환
use admin

// 관리자 사용자 생성
db.createUser({
    user: "admin",
    pwd: "password123",
    roles: [
        { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" },
        { role: "readWriteAnyDatabase", db: "admin" }
    ]
})

// 특정 database 사용자 생성
use mydb
db.createUser({
    user: "myapp",
    pwd: "password123",
    roles: [
        { role: "readWrite", db: "mydb" }
    ]
})

• admin database에서 전체 system의 사용자를 관리할 수 있습니다.

• 각 database별로 사용자를 생성하고 권한을 부여할 수 있습니다.

주요 Role

사용자 조회 및 삭제

// 현재 database의 사용자 조회
db.getUsers()

// 특정 사용자 삭제
db.dropUser("myapp")

Database 설정

• database에 다양한 설정을 적용할 수 있습니다.

Read/Write Concern

• write concern : write 작업의 성공 기준을 정의합니다.

// write concern 설정
db.users.insertOne(
    { name: "Alice" },
    { writeConcern: { w: "majority", wtimeout: 5000 } }
)

• w: "majority" : replica set의 과반수 node에 복제되면 성공으로 간주합니다.

• wtimeout : write 작업의 timeout을 millisecond 단위로 지정합니다.

• read concern : read 작업의 격리 수준을 정의합니다.

// read concern 설정
db.users.find().readConcern("majority")

• local : 최신 data를 읽지만, rollback될 수 있습니다. (기본값)
• majority : 과반수 node에 복제된 data만 읽습니다.
• linearizable : 가장 최신의 data를 읽으며, 강력한 일관성을 보장합니다.

Profiler 설정

// profiler 활성화 (느린 query 기록)
db.setProfilingLevel(1, { slowms: 100 })

// profiler 조회
db.getProfilingStatus()

// profiler data 조회
db.system.profile.find().limit(10).sort({ ts: -1 })

• profiling level은 0, 1, 2 중 하나로 설정할 수 있습니다.
  • 0 : profiling 비활성화 (기본값).
  • 1 : 느린 작업만 기록 (slowms 기준).
  • 2 : 모든 작업 기록.

Database Backup 및 복원

• MongoDB는 다양한 방법으로 database를 backup하고 복원할 수 있습니다.

mongodump를 사용한 Backup

# 전체 database backup
mongodump --out /backup

# 특정 database backup
mongodump --db mydb --out /backup

# 특정 collection backup
mongodump --db mydb --collection users --out /backup

• mongodump는 BSON 형식으로 data를 내보냅니다.

mongorestore를 사용한 복원

# 전체 database 복원
mongorestore /backup

# 특정 database 복원
mongorestore --db mydb /backup/mydb

# 특정 collection 복원
mongorestore --db mydb --collection users /backup/mydb/users.bson

mongoexport/mongoimport를 사용한 backup

# JSON/CSV 형식으로 export
mongoexport --db mydb --collection users --out users.json

# JSON/CSV 형식으로 import
mongoimport --db mydb --collection users --file users.json

• mongoexport/mongoimport는 JSON 또는 CSV 형식을 사용합니다.
  • 사람이 읽기 쉽지만, 일부 BSON type이 손실될 수 있습니다.

Database 성능 최적화

• database를 효율적으로 사용하기 위한 전략을 적용할 수 있습니다.

적절한 Database 분리

• 용도별로 database를 분리합니다.
  • production, staging, development 환경별로 database를 분리합니다.
  • 서로 다른 application은 별도의 database를 사용합니다.
• 분리를 통해 여러가지 이점을 얻을 수 있습니다.
  • 권한 관리가 용이합니다.
  • backup 및 복구가 독립적으로 가능합니다.
  • 성능 문제 격리가 쉽습니다.

Storage Engine 선택

• MongoDB는 여러 storage engine을 지원합니다.
  • WiredTiger : 기본 storage engine, 압축과 동시성 제어 지원.
  • In-Memory : 모든 data를 memory에 저장, 매우 빠른 성능.

// database 생성 시 storage engine 지정 (server 시작 시 설정)
mongod --storageEngine wiredTiger

Oplog 크기 관리

• replication을 사용하는 경우 oplog 크기를 적절히 설정합니다.
  • oplog는 replica set의 변경 사항을 기록하는 capped collection입니다.

// oplog 크기 조회
use local
db.oplog.rs.stats()

Reference

• https://www.mongodb.com/docs/manual/core/databases-and-collections/
• https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/method/db.createUser/
• https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/built-in-roles/
• https://www.mongodb.com/docs/manual/tutorial/backup-and-restore-tools/